DE102005012708A1

DE102005012708A1 - Method for determining body orientations in space based on two x-ray images

Info

Publication number: DE102005012708A1
Application number: DE102005012708A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr. Müller
Original assignee: Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Current assignee: Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-09-21
Also published as: DE102005012708A8; US20080056552A1; WO2006094833A1; DE502006003813D1; EP1871227A1; EP1871227B1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen des Inklinationswinkels und des Anteversionswinkels einer Hüftpfanne eines Patienten in einem anatomischen Bezugssystem, dessen Orientierung durch den Beckenknochen des Patienten bestimmt ist, unter Berücksichtigung einer Beckenverkippung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Bilds des Beckenknochens, wobei das erste Bild eine Frontalebene mit dem Beckenknochen zeigt; Bestimmen eines ersten Inklinationswinkels der Hüftpfanne unter Verwendung des ersten Bilds; Bestimmen eines Beckenrotationswinkels, der den Rotationswinkel des Beckenknochens um die Normal der Frontalebene relativ zu einer optimalen Patientenlagerungsposition angibt; Bereitstellen eines zweiten Bilds des Beckenknochens, wobei die Ebene des zweiten Bilds um einen Bildrotationswinkel relativ zu der Frontalebene um eine gemeinsame Schnittlinie der beiden Ebenen herum, vorzugsweise um die Körperlängsachse des Patienten herum, rotiert ist; Bestimmen eines zweiten Inklinationswinkels der Hüftpfanne unter Verwendung des zweiten Bilds; Bestimmen eines Beckenverkippungswinkels, der eine Rotation der Frontalebene des ersten Bilds relativ zu einer Beckeneingangsebene in der optimalen Patientenlagerungsposition repräsentiert, Aufstellen eines linearen Gleichungssystems mit mindestens zwei linearen Gleichungen in Abhängigkeit von den zuvor bestimmten Winkeln; Ausdrücken des Normalenvektors n¶0¶ in Polarkoordinaten des anatomischen Bezugssystems; ...A method for determining the angle of inclination and anteversion angle of a patient's acetabulum in an anatomical reference system whose orientation is determined by the pelvic bone of the patient, taking into account pelvic tilt, the method comprising the steps of: providing a first image of the pelvic bone; Picture shows a frontal plane with the pelvic bone; Determining a first dip angle of the acetabulum using the first image; Determining a pelvic rotation angle indicative of the angle of rotation of the pelvic bone about the normal of the frontal plane relative to an optimal patient positioning position; Providing a second image of the pelvic bone, wherein the plane of the second image is rotated by an image rotation angle relative to the frontal plane about a common intersection of the two planes, preferably around the body longitudinal axis of the patient; Determining a second dip angle of the acetabulum using the second image; Determining a pelvic tilt angle representing rotation of the frontal plane of the first image relative to a pelvic input plane in the optimal patient positioning position, establishing a linear system of equations having at least two linear equations in dependence on the predetermined angles; Expressing the normal vector n¶0¶ in polar coordinates of the anatomical frame of reference; ...

Description

Bei Hüftendoprothesen ist eine korrekte Orientierung der Hüftpfanne für den langfristigen Erfolg von Hüftendoprothesen eine wichtige biomechanische Voraussetzung. Die Orientierung der Hüftpfanne im Raum wird (klinisch) durch zwei Winkelgrößen angegeben, und zwar durch die Inklination und die Anteversion.at Hip prostheses is a correct orientation of the acetabulum for long-term success of hip endoprostheses an important biomechanical condition. The orientation of the acetabulum in space is indicated (clinically) by two angular sizes, by the inclination and the anteversion.

In 1 ist ein Teil eines menschlichen Skeletts stark schematisiert dargestellt, wobei im Wesentlichen lediglich der Bereich eines Beckens 10 in einer sog. Frontalebene bzw. eine aprior-posterior-Beckenübersichtsansicht (a.p.-BÜS) dargestellt ist.In 1 For example, a portion of a human skeleton is shown in a highly schematized manner, with essentially only the area of a pelvis 10 in a so-called frontal plane or an anterior-posterior pelvic overview view (ap-BÜS) is shown.

1 zeigt schematisch einen Beckenknochen 12, der eine linke Hüftpfanne 14a und eine rechte Hüftpfanne 14b umfasst. In den als Halbkugeln idealisiert dargestellten Hüftpfannen 14a und 14b sind Hüftknochen 16a und 16b mit entsprechenden (idealisiert kugelförmigen) Hüftköpfen 18a und 18b gelagert. Die Wirbelsäule ist mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Fortsetzung der Wirbelsäule 20 stellt die Körperlängsachse 22 dar, die in 1 mit einer strichpunktierten Linie dargestellt ist. 1 schematically shows a pelvic bone 12 , the left acetabulum 14a and a right hip socket 14b includes. In the Hüftpfannen shown idealized as hemispheres 14a and 14b are hip bones 16a and 16b with corresponding (idealized spherical) femoral heads 18a and 18b stored. The spine is identified by the reference numeral 20 designated. The continuation of the spine 20 represents the body longitudinal axis 22 that is in 1 is shown with a dash-dotted line.

Entlang der Körperlängsachse 22 und senkrecht zur Zeichenebene der 1 spannt sich die sog. Sagittalebene. Die Zeichenebene entspricht hier der Frontalebene. Senkrecht zur Sagittalebene und zur Frontalebene spannt sich die sog. Transversalebene. Die Frontalebene entspricht i.d.R. einer Draufsicht auf einen Patienten von vorne. Die (tatsächliche) linke bzw. rechte Hüfte des Patienten ist deshalb in der Frontalebene rechts bzw. links zu sehen.Along the body's longitudinal axis 22 and perpendicular to the plane of the 1 the so-called sagittal plane spans. The drawing level here corresponds to the frontal level. Perpendicular to the sagittal plane and the frontal plane spans the so-called transversal plane. The frontal plane usually corresponds to a top view of a patient from the front. The (actual) left or right hip of the patient can therefore be seen in the frontal plane right or left.

Die Inklination stellt den Wert der Abduktion der Hüftpfanne 18 dar. Unter der Abduktion versteht man den Winkel zwischen der Hüftpfanne 14 und der Körperachse 22 in der Frontalebene.The inclination represents the value of abdominal hip abduction 18 The abduction is the angle between the hip socket 14 and the body axis 22 in the frontal plane.

Die Orientierung der Hüftpfanne 14 wird des Weiteren durch einen Winkel für die sog. Anteversion angegeben, der einen Wert für die Rotation der Hüftpfanne um eine Achse in der Frontal ebene repräsentiert. Diese Rotation ist in 1 durch einen Pfeil 24 angedeutet. Um diese Rotation besser veranschaulichen zu können, ist die in der 1 links angeordnete Hüftpfanne 14a perspektivisch dargestellt, so dass man, im Gegensatz zu der zweidimensional dargestellten Hüftpfanne 14b, eine Öffnungsfläche 26a der Hüftpfanne 14a erkennen kann.The orientation of the acetabular cup 14 is further indicated by an angle for the so-called anteversion, which represents a value for the rotation of the acetabular cup about an axis in the frontal plane. This rotation is in 1 through an arrow 24 indicated. To better illustrate this rotation, the in the 1 left hip socket 14a shown in perspective, so that, in contrast to the two-dimensional hip socket 14b , an opening area 26a the acetabulum 14a can recognize.

Werte von 45 ± 10 Grad für die Inklination und 15 ± 10 Grad für die Anteversion haben sich als vorteilhaft erwiesen. Diese Winkelbereiche werden, bezogen auf das körpereigene (anatomische) Bezugssystem, bei Hüftoperationen für die Hüftendoprothese angestrebt. Beide Größen stellen Winkelangaben dar, welche die Ausrichtung der Pfannenebene 26 in Relation zu den anatomischen Referenzebenen (Frontalebene, Sagittalebene, Transversalebene) mathematisch charakterisieren. Diese Winkel können jedoch nicht nur auf ein anatomisches Bezugssystem bezogen angegeben werden, sondern auch auf ein äußeres Bezugssystem, wie z.B. ein Röntgengerät oder ein Operationsbezugssystem. Verschiedene Definitionen für die Inklination und die Anteversion sind in dem Artikel "The Definition and Measurement of Acetabular Orientation" von D. W. Murray in "THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGERY", Seite 228 bis 232, Vol. 75-B, Nr. 2, März 1993 angegeben. Die dort angegebene Nomenklatur sowie die verschiedenen Definitionen werden nachfolgend auch hier verwendet werden.Values of 45 ± 10 degrees for inclination and 15 ± 10 degrees for anteversion have been found to be beneficial. These angle ranges are aimed, with reference to the body's own (anatomical) reference system, for hip operations for the hip endoprosthesis. Both sizes represent angles that indicate the orientation of the pan level 26 mathematically characterize them in relation to the anatomical reference planes (frontal plane, sagittal plane, transverse plane). However, these angles can be given not only to an anatomical reference system, but also to an external reference system such as an X-ray machine or an operating reference system. Various definitions of inclination and anteversion are set forth in the article "The Definition and Measurement of Acetabular Orientation" by DW Murray in "THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGERY", pages 228 to 232, Vol. 75-B, No. 2, March 1993 indicated. The nomenclature given there and the various definitions will also be used here.

Die Inklination als auch die Anteversion stellen also Winkelgrößen dar, welche die Ausrichtung der Pfannenebene in Relation zu den anatomischen Referenzebenen (Sagittalebene, Frontalebene, usw., s. Murray) mathematisch charakterisieren. Im klini schem Alltag wird versucht, beide Größen aus konventionellen Röntgenaufnahmen zu ermitteln.The Inclination as well as the anteversion represent angular sizes, which the alignment of the cup plane in relation to the anatomical Reference planes (sagittal plane, frontal plane, etc., see Murray) mathematically characterize. In clinical everyday life, attempts are made to both sizes conventional x-rays to investigate.

Sowohl präoperativ zur Operationsplanung als auch postoperativ zur Beurteilung des Operationserfolgs sind diese beiden Winkelgrößen für den Orthopäden wichtige Messgrößen, da die Werte für die Inklination vorzugsweise in einem Bereich von 45 Grad ± 10 Grad und für die Anteversion in einem Bereich von 15 Grad t 10 Grad liegen sollen.Either preoperatively for operation planning as well as postoperatively for the evaluation of the Surgical success, these two angle sizes are important for the orthopedist Measured variables, there the values for the inclination is preferably in a range of 45 degrees ± 10 degrees and for the anteversion should be within a range of 15 degrees t 10 degrees.

Die Bestimmung dieser Winkelgrößen an Hand konventioneller Röntgentechniken bringt zwei gravierende Nachteile mit sich, die eine exakte Bestimmung der Inklination und der Anteversion erschweren bzw. unmöglich machen.The Determination of these angular sizes on hand conventional X-ray techniques brings two serious disadvantages, which is an exact determination of inclination and anteversion make it difficult or impossible.

Ein erster Nachteil ist darin zu sehen, dass sich die zu bestimmenden Winkel auf geometrische Linien im Raum, insbesondere auf geometrische Strukturen am Becken, beziehen. Im klinischen Alltag wird versucht, diese Winkel aus konventionellen Röntgenbildern zu ermitteln. An Hand dieser Bilder sind die Winkel aber nur unzureichend bestimmbar, da die Winkel im Raum auf ebenen Projektionsflächen in der Regel "verzerrt" abgebildet werden. Ein Grund für diese Verzerrung ist darin zu sehen, dass die Projektionsebene, d.h. die Ebene eines Röntgenbilds, üblicherweise nicht der anatomischen Ebene entspricht, in der die Winkel definiert sind.One The first disadvantage is the fact that the to be determined Angle on geometric lines in space, especially on geometric Structures on the pelvis, relate. In clinical everyday life, this is tried Angle from conventional X-ray images to investigate. On the basis of these pictures, however, the angles are only insufficient determinable, since the angles in space on flat projection surfaces in typically "distorted". A reason for this distortion can be seen in the fact that the projection plane, i.e. the plane of an x-ray, usually does not correspond to the anatomical plane in which defines the angle are.

Ein zweiter Nachteil ist darin zu sehen, dass die Angabe der Inklination und der Anteversion mathematisch, und auch technisch, nur dann Sinn macht, wenn sie sich auf ein beckeninternes Referenzsystem, d.h. ein anatomisches Koordinatensystem, beziehen. Das anatomische Beckenkoordinatensystem wird an Hand von drei markanten Punkten am Beckenknochen definiert, die eine sog. Beckeneingangsebene bilden, wie es im Zusammenhang mit 3 noch detaillierter beschrieben werden wird.A second disadvantage is the fact that the specification of the inclination and the anteversion mathematically, and also technically makes sense only if they refer to a Beck internal reference system, ie an anatomical coordinate system. The anatomical pelvic coordinate system is defined on the basis of three prominent points on the pelvic bone, which form a so-called pelvic entrance plane, as in connection with 3 will be described in more detail.

Herkömmliche Auswerteverfahren, wie jenes von Sven-Johansson, oder die Visser-Technik (Johansson, S., "Zur Technik der Osteosynthese der Fratt. coli femoris, Zbl. Chir., 59, 2019 – 2022, 1932; Visser, J.D. et al., 1981, A New Method for Measuring Angles After Total Hip Arthroplasty, J. Bone Joint Surg. Br., 63B, 556 – 559), orientieren sich nicht am anatomischen Referenzsystem, sondern an einem Koordinatensystem, welches durch die Richtung des Röntgenstrahls und die Orientierung der Projektionsebene des Röntgenbildes dazu definiert ist. Die Standardaufnahme zur Beurteilung eines Beckens ist die sog. anterior-posteriore Beckenübersichtsaufnahme. Der Röntgenstrahl fällt dabei frontal auf den Patienten ein. Das Röntgenprojektionsbild ist dann parallel zur Frontalebene des Patienten orientiert.conventional Evaluation methods, such as that of Sven-Johansson, or the Visser technique (Johansson, S., "Zur Technique of osteosynthesis of the Fratt. coli femoris, Zbl. Chir., 59, 2019 - 2022, 1932; Visser, J.D. et al., 1981, A New Method for Measuring Angles After Total Hip Arthroplasty, J. Bone Joint Surg. Br., 63B, 556-559), are not based on the anatomical reference system, but on a coordinate system, which is defined by the direction of the x-ray beam and defines the orientation of the projection plane of the X-ray image thereto is. The standard recording for assessing a pelvis is the so-called anterior-posterior pelvis overview. The x-ray falls in the process frontally on the patient. The X-ray projection image is then oriented parallel to the frontal plane of the patient.

Durch eine definierte Patientenlagerung wird versucht, den ersten beschriebenen Nachteil zu beseitigen bzw. dessen Fehlerquellen so klein wie möglich zu halten. Der zweite beschriebene Nachteil ist jedoch systemimmanent, da die Orientierung der Beckeneingangsebene bei den oben genannten Methoden nicht berücksichtigt wird.By a defined patient positioning is tried, the first described Disadvantage to eliminate or its sources of error as small as possible hold. However, the second disadvantage described is inherent in the system, because the orientation of the pelvic entrance level at the above Methods not considered becomes.

Bei der Sven-Johansson-Technik sind zwei Röntgenaufnahmen erforderlich, zwischen denen der Patient jedoch umgelagert werden muss. Dies bedeutet, dass die Orientierung des Patientenbeckens im Raum zwischen den Aufnahmen geändert wird. Die Sven- Johansson-Technik erfordert eine a.p.-Beckenübersichtsaufnahme (BÜS) sowie eine axiolaterale Röntgenaufnahme, wobei der Röntgenstrahl in der Frontalebene um 45° zur Längsachse gedreht verläuft und das Gegenbein angehoben wird. Dies stellt an die Patientenlagerung sehr spezielle Anforderungen, die im klinischen Alltag selten eingehalten werden können.at The Sven-Johansson technique requires two x-rays, between which the patient has to be relocated. This means, that the orientation of the patient's basin in space between the Recordings changed becomes. The Sven Johansson technique requires an a.p pelvic survey (BÜS) as well an axiolateral radiograph, being the x-ray in the frontal plane at 45 ° to longitudinal axis is rotated and the opposite leg is raised. This puts a lot on the patient positioning special requirements rarely met in clinical practice can be.

Die Visser-Technik analysiert die Hauptachsen eines projizierten Pfannenrands an Hand eines einzigen Röntgenbildes (nämlich der a.p.-BÜS) und setzt dabei implizit voraus, dass die Beckeneingangsebene parallel zur Projektionsebene des Röntgenbildes, d.h. der Frontalebene bzw. dem Röntgenfilm, orientiert ist. Dabei wird die Anteversion einer implantierten Metallpfanne aus dem Hauptachsenverhältnis des als Ellipse projizierten Pfannenrandes bestimmt.The Visser technique analyzes the major axes of a projected frying pan on the basis of a single x-ray image (namely the a.p.-BÜS) and implicitly assumes that the pelvic input plane is parallel to the projection plane of the X-ray image, i.e. the frontal plane or the X-ray film, is oriented. This is the anteversion of an implanted metal pan from the main axis ratio determined as the ellipse projected pan edge.

Beide Verfahren berücksichtigen eine Verkippung der Beckeneines gangsebene gegenüber der Frontalebene nicht. Es lässt sich jedoch rechentechnisch nachweisen, dass die Verkippungen der Beckeneingangsebene gegenüber der Frontalebene, die zwangsläufig beim Erstellen der Röntgenbilder entstehen, zu Fehlern von bis zu ± 10 Grad bei der Bestimmung der Inklination und/oder der Anteversion führen können.Both Consider the procedure a tilting of the cymbalseines gang level against the frontal plane not. It leaves but computationally prove that the tilting of the Opposite basin entrance level the frontal plane, which inevitably when creating the X-ray images arise, to errors of up to ± 10 degrees in the determination inclination and / or anteversion.

Zwar wäre die Bestimmung der Inklination und der Anteversion unter Verwendung von Schichtaufnahmen mittels Computertomographie ("CT") prinzipiell möglich. Jedoch wird diese Möglichkeit in der Praxis nicht umgesetzt, da CT-Aufnahmen mit erheblichen Strahlenbelastungen für den Patienten und ferner mit höheren Kosten verbunden sind.Though that would be Determination of inclination and anteversion using of tomograms using computed tomography ("CT") in principle possible. however will this possibility not implemented in practice since CT images with significant radiation exposure for the Patients and also with higher costs are connected.

Auch ist es möglich, während der Operation rechnergestützte Navigationssysteme zu verwenden, die entwickelt wurden, um den Chirurgen während der Implantierung der Hüftpfanne zu unterstützen und zu führen. Unabhängig davon, ob diese Navigationssysteme mit CT-Bildern oder einer CT-freien Technik arbeiten, müssen anatomische Markierungspunkte des Beckens intraoperativ festgestellt werden, um das anatomische Koordinatensystem zu definieren. In einem solchen Fall wird die Orientierung der Hüftpfanne mit einem sog. Pfannenfräser angepasst, der durch ein Führungssystem in Bezug auf das so erhaltene anatomische Koordinatensystem geführt wird.Also Is it possible, while the operation computer-aided Use navigation systems that have been developed to help the surgeon while the implantation of the acetabular cup to support and lead. Independently of whether these navigation systems with CT images or a CT-free Technology must work anatomical landmarks of the pelvis detected intraoperatively to define the anatomical coordinate system. In one In such a case, the orientation of the acetabular cup is adjusted with a so-called cup cutter, by a guidance system in relation to the anatomical coordinate system thus obtained.

Ungeachtet der mit diesen Navigationssystemen erreichbaren Genauigkeit hängt die exakte Ausrichtung der Hüftpfanne dennoch stark davon ab, wie exakt die Markierungen in Bezug auf den Beckenknochen gesetzt werden. Deshalb ist es weiterhin wünschenswert, die Ausrichtung der Hüftpfanne auch postoperativ zu bestimmen. Jedoch berücksichtigt keines der herkömmlichen Röntgenverfahren das anatomische Koordinatensystem des Beckens. Messfehler in der Größenordnung von 10 Grad wurden bei Computersimulationen für die Anteversion festgestellt, was jedoch von der Ausprägung der Beckenneigung abhängt, die sich in einem Bereich von ungefähr 20 Grad hinsichtlich der Reklination und 10 Grad hinsichtlich der Inklination bewegen kann.Regardless of the accuracy achievable with these navigation systems, the exact orientation of the acetabulum still depends heavily on how exactly the markers relate to the pelvic bone be set. Therefore, it is still desirable to determine the orientation of the acetabulum also postoperatively. However, none of the conventional X-ray methods takes into account the anatomical coordinate system of the pelvis. Measurement errors of the order of 10 degrees were found in computer simulations for anteversion, but this depends on the nature of the pelvic tilt, which can range from about 20 degrees in reclination and 10 degrees in inclination.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum genauen Bestimmen der Inklination und Anteversion, insbesondere in Relation zu anatomischen Referenzebenen, bereitzustellen, wobei eine Winkelgenauigkeit von besser als ± 5 Grad gewünscht ist.It is therefore an object of the present invention, an improved Method for accurately determining inclination and anteversion especially in relation to anatomical reference planes, an angular accuracy of better than ± 5 degrees is desired.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Bilds des Beckenknochens, wobei das erste Bild eine Frontalebene mit dem Beckenknochen zeigt; Bestimmen eines ersten Inklinationswinkels der Hüftpfanne unter Verwendung des ersten Bilds; Bestimmen eines Beckenrotationswinkels, der den Rotationswinkel des Beckenknochens um die Normale der Frontalebene relativ zu einer optimalen Patientenlagerungsposition angibt; Bereitstellen eines zweiten Bilds des Beckenknochens, wobei die Ebene des zweiten Bilds um einen Bildrotationswinkel relativ zu der Frontalebene um eine gemeinsame Schnittlinie der beiden Ebenen herum, vorzugsweise um die Körperlängsachse des Patienten herum, rotiert ist; Bestimmen eines zweiten Inklinationswinkels der Hüftpfanne unter Verwendung des zweiten Bilds; Bestimmen eines Beckenverkippungswinkels, der eine Rotation der Frontalebene des ersten Bildes relativ zu einer Beckeneingangsebene in der optimalen Patientenlagerungsposition repräsentiert; Aufstellen eines linearen Gleichungssystems mit mindestens zwei linearen Gleichungen in Abhängigkeit von den zuvor bestimmten Winkeln; Ausdrücken des Normalenvektors n₀ in Polarkoordinaten des anatomischen Bezugssystems; Auflösen der zumindest zwei linearen Gleichungen nach Azimuth und Polarwinkel des Normalenvektors n₀, um so die Inklination und die Anteversion zu bestimmen.This object is achieved by a method comprising the steps of: providing a first image of the pelvic bone, the first image showing a frontal plane with the pelvic bone; Determining a first dip angle of the acetabulum using the first image; Determining a pelvic rotation angle indicative of the angle of rotation of the pelvic bone about the normal of the frontal plane relative to an optimal patient positioning position; Providing a second image of the pelvic bone, the plane of the second image being rotated about an image rotation angle relative to the frontal plane about a common intersection of the two planes, preferably around the body longitudinal axis of the patient; Determining a second dip angle of the acetabulum using the second image; Determining a pelvic tilt angle that represents a rotation of the frontal plane of the first image relative to a pelvic entrance plane in the optimal patient positioning position; Establishing a system of linear equations with at least two linear equations as a function of the previously determined angles; Expressing the normal vector n ₀ in polar coordinates of the anatomical reference system; Solving the at least two linear equations for azimuth and polar angle of the normal vector n ₀ so as to determine the inclination and the anteversion.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass lediglich zwei Bilder des Beckenknochens des Patienten erzeugt werden müssen, was eine Zeitersparnis gegenüber dem CT darstellt. Ferner werden die Patienten einer geringeren Strahlenbelastung ausgesetzt, wenn die Bilder basierend auf Röntgenstrahlen erzeugt werden.The inventive method has the advantage that only two images of the pelvic bone of the patient have to be generated which is a time saver represents the CT. Furthermore, the patients become less exposed to radiation exposed when the images are generated based on x-rays.

Außerdem berücksichtigt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Beckenverkippung, wodurch genauere Aussagen über die Orientierung der Hüftpfanne bzw. die Inklination und Anteversion im anatomischen Bezugssystem getroffen werden können.Also considered the method according to the present Invention, the Beckenverkippung, which more accurate statements about the Orientation of the acetabular cup or the inclination and anteversion in the anatomical frame of reference can be taken.

Diese genaueren Aussagen sind sowohl präoperativ als auch postoperativ von großer Bedeutung. Bei der präoperativen Planung einer Hüftoperation lassen sich genauere Aussagen über die Orientierung der ursprünglichen Hüftpfannen treffen. Bei der postoperativen Kontrolle lassen sich somit genauere Aussagen über den Erfolg bzw. den Misserfolg einer Operation treffen.These more accurate statements are both preoperative and postoperative of great Importance. In the preoperative Planning a hip operation can be more specific statements the orientation of the original ones acetabular to meet. In the postoperative control can thus be more accurate Statements about the Success or failure of an operation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht das Gleichungssystem einer linearen Abbildung A, die wiederum den Normalenvektor der Hüftpfannenöffnungsebene auf den Nullvektor des anatomischen Bezugssystems abbildet.According to one preferred embodiment According to the invention, the equation system corresponds to a linear mapping A, in turn, the normal vector of the acetabular opening plane to the zero vector of the anatomical frame of reference.

Ferner ist es von Vorteil, wenn alternativ zum Auflösen der zumindest zwei linearen Gleichungen nach Azimuth und Polarwinkel des Normalenvektors, der Azimuth und der Polarwinkel des Normalenvektors durch Bestimmen des Eigenvektors der Abbildung A beim Eigenwert Null bestimmt wird.Further it is advantageous if, as an alternative to dissolving the at least two linear Equations according to azimuth and polar angle of the normal vector, the Azimuth and the polar angle of the normal vector by determining of the eigenvector of map A is determined at eigenvalue zero.

Besonders von Vorteil ist es, wenn eine erste Gleichung der linearen Gleichung, eine Drehung der Hüftpfanne um den Beckenverkippungswinkel α und um den Beckenrotationswinkel δ zum Darstellen des ersten Inklinationswinkels RI2 repräsentiert und eine zweite Gleichung der linearen Gleichung eine weitere Drehung der ersten Gleichung um den Bilddrehwinkel β zum Darstellen des zweiten Inklinationswinkels RI3 repräsentiert.Especially it is advantageous if a first equation of the linear equation, a turn of the acetabular cup around the pelvic tilt angle α and around the pelvis rotation angle δ to Representing the first inclination angle RI2 represents and a second equation of the linear equation one more turn the first equation by the image rotation angle β to represent the second Inclination angle RI3 represents.

Eine optimale Patientenlagerungsposition ist dadurch definiert, dass die Beckeneingangsebene parallel zur Frontalebene orientiert ist und dass eine Verbindungslinie der Hüftpfannenmittelpunkte parallel zu einem der Einheitsvektoren orientiert ist, der die Frontalebene aufspannt, wobei der andere Einheitsvektor parallel zur Körperlängsachse des Patienten orientiert ist.A optimal patient positioning position is defined by the pelvic input plane is oriented parallel to the frontal plane and that a connecting line of the acetabulum centers parallel is oriented to one of the unit vectors, the frontal plane spans, wherein the other unit vector parallel to the body longitudinal axis the patient is oriented.

Diese Maßnahme erleichtert das Bestimmen der Winkel aus den Bildern, wobei das bildgebende System um die Körperlängsachse rotiert wird. Der Beckenrotationswinkel δ kann somit mitunter Null sein.These measure facilitates the determination of the angles from the images, the Imaging system around the body's longitudinal axis is rotated. The pelvis rotation angle δ can thus sometimes be zero.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das anatomische Bezugssystem durch die Beckeneingangsebene definiert, welche durch die Spinae am vorderen Beckenkamm sowie die Symphysenfuge des Beckenknochens definiert ist.According to one another preferred embodiment if the anatomical reference system is defined by the pelvic entrance level, which through the spinae on the anterior iliac crest and the symphysis joint of the pelvic bone is defined.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das bildgebende System zur Erzeugung des zweiten Bildes um die Körperlängsachse des Patienten rotiert wird.Further it is advantageous if the imaging system for generating the second image around the body's longitudinal axis of the patient is rotated.

Bevorzugterweise werden der erste und der zweite Inklinationswinkel jeweils mittels einer Hauptachse des Pfannenrandes bzw. eines entsprechenden Normalenvektors bestimmt, der jeweils senkrecht auf einer Öffnungsfläche der interessierenden Hüftpfanne steht, wie sie im ersten bzw. zweiten Bild abgebildet ist.preferably, the first and the second inclination angle are each by means of a main axis of the pan edge or a corresponding normal vector each determined perpendicular to an opening surface of the acetabulum of interest stands, as shown in the first and second image.

Dabei kann der jeweilige Normalenvektor bzw. dessen Projektion bestimmt werden, indem die Hüftpfanne durch eine offene Halbkugel genähert wird, wobei ein Öffnungsrand der jeweiligen Halb kugel durch eine Ellipse genähert wird, deren Hauptachsen ermittelt werden, zu denen der jeweilige (imaginäre) Normalenvektor orthogonal orientiert ist.there the respective normal vector or its projection can be determined be by the acetabulum approached by an open hemisphere being, being an opening edge the respective hemisphere is approximated by an ellipse whose major axes to which the respective (imaginary) normal vector is orthogonal is oriented.

Der erste und zweite Inklinationswinkel kann geometrisch an Hand des jeweiligen Winkels zwischen dem Normalenvektor und der Horizontalen der Frontalebene bestimmt werden.Of the First and second inclination angles can be geometrically determined by the respective angle between the normal vector and the horizontal the frontal plane.

Außerdem kann der Ursprung der Frontalebene in den Mittelpunkt der Hüftpfanne gelegt werden.In addition, can the origin of the frontal plane at the center of the acetabular cup be placed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Bilder in Form von Datensätzen bereitgestellt.According to one another preferred embodiment the images are provided in the form of datasets.

Dies hat den Vorteil, dass die Bilder nach Erstellung beispielsweise digitalisiert abgespeichert werden, um später einer entsprechenden Planungs- oder Überprüfungssoftware zugeführt zu werden.This has the advantage that the images after creation, for example be stored digitized to later a corresponding planning or verification software supplied to become.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Bilder mittels Röntgenaufnahmen oder NMR bereitgestellt.According to one another embodiment The images are taken using X-rays or NMR.

Der Beckenrotationswinkel δ kann geometrisch als Winkel zwischen einer Horizontalen der Frontalebene und einer (imaginären) Verbindungslinie zwischen den Hüftpfannenmittelpunkten bestimmt werden.Of the Pelvic rotation angle δ can geometrically as an angle between a horizontal of the frontal plane and one (imaginary) Connecting line between the acetabulum centers be determined.

Vorzugsweise wird der Beckenverkippungswinkel α unter Verwendung einer Beckenwaage bestimmt.Preferably the pelvic tilt angle α becomes less Use of a pelvic balance.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Bilder unter Verwendung eines bildgebenden Systems bereitgestellt werden, welches eine Strahlungsquelle und eine Erfassungseinrichtung umfasst, die starr zueinander angeordnet sind und insbesondere um die Körperachse des Patienten drehbar sind. Das bildgebende System kann ein sog. C-Bogen sein.Also it is beneficial if the images are made using an imaging Systems are provided, which a radiation source and a detection device which is rigidly arranged to one another are and especially around the body axis of the patient are rotatable. The imaging system may be a so-called. Be C-bow.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained Features not only in the specified combination, but also usable in other combinations or alone are without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained.

1 zeigt eine schematisierte Draufsicht auf einen Beckenknochen und eine teilweise dargestellte Wirbelsäule sowie teilweise dargestellte Oberschenkelknochen. 1 shows a schematic plan view of a pelvic bone and a partially illustrated spine and partially illustrated femur.

2 stellt einen Normalenvektor einer Hüftpfanne in einem anatomischen Bezugssystem dar. 2 represents a normal vector of a hip socket in an anatomical frame of reference.

3 zeigt eine Beckeneingangsebene an Hand eines perspektivisch dargestellten Beckenknochens. 3 shows a pelvic inlet plane on the basis of a perspective illustrated pelvic bone.

4 zeigt einen Teil einen ersten Aufnahme einer Hüftpfanne, aus der der Normalenvektor bestimmt werden kann. 4 shows a part of a first image of a hip socket, from which determines the normal vector can be.

5a und 5b zeigen ein Beispiel für die Anordnung eines Patienten relativ zu einem bildgebenden System. 5a and 5b show an example of the arrangement of a patient relative to an imaging system.

6 zeigt ein Beispiel, wie zwei Bilder gewonnen werden können, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung benötigt werden. 6 shows an example of how two images can be obtained, which are required for carrying out the method according to the invention.

Mathematisch lässt sich die Orientierung einer Hüftpfanne durch einen Normalenvektor n → der Hüftpfannenöffnungsebene in Bezug auf ein anatomisches Beckenkoordinatensystem repräsentieren (vgl. 1). Das anatomische Beckenkoordinatensystem wird vorzugsweise mit Hilfe der Beckeneingangsebene definiert, die wiederum durch zwei Spinae des Beckens ("spines iliac anterior superior, SIAS") und die Symphysenfuge des Beckenknochens definiert sind. Diese Ebene wird durch die x- und y-Einheitsvektoren eines kartesischen Koordinatensystems aufgespannt. Der z-Einheitsvektor dieses Systems ist normal zu dieser Ebene und kommt aus dieser heraus. Die Inklination und Anteversion der Hüftpfanne kann so in Polarkoordinaten in Form des Azimuts und des Polarwinkels ausgedrückt werden.Mathematically, the orientation of a hip socket can be represented by a normal vector n → of the acetabulum opening plane with respect to an anatomical pelvic coordinate system (cf. 1 ). The anatomical pelvic coordinate system is preferably defined using the pelvic entrance plane, which in turn is defined by two iliac anterior superior spines (SIAS) and the symphyseal joint of the pelvic bone. This plane is spanned by the x and y unit vectors of a Cartesian coordinate system. The z-unit vector of this system is normal to this plane and comes out of it. The inclination and anteversion of the hip socket can thus be expressed in polar coordinates in the form of the azimuth and the polar angle.

2 zeigt exemplarisch die Orientierung eines beliebigen Vektors n → in einem Polarkoordinatensystem. 2 shows by way of example the orientation of any vector n → in a polar coordinate system.

Der Normalenvektor n → steht senkrecht auf der Pfannenöffnungsfläche 26 (vgl. 3). Die Hüftpfanne selbst ist in 2 nicht dargestellt, um die 2 übersichtlich zu halten.The normal vector n → is perpendicular to the ladle opening surface 26 (see. 3 ). The acetabulum itself is in 2 not shown to the 2 to keep clear.

Der Ursprung des kartesischen Koordinatensystems der 2 stimmt mit dem Mittelpunkt der Hüftpfannenöffnungsfläche über ein. Im Beispiel der 2 ist der Normalenvektor n → der rechten Hüftpfanne 14b der 1 schematisch dargestellt. Zur Abbildung der 1 kommt man, wenn man die 2 von oben, d.h. aus der z-Richtung, betrachtet, wobei in der 2 lediglich die rechte Hüfte bzw. deren Normalenvektor dargestellt ist.The Origin of the Cartesian Coordinate System of 2 coincides with the center of the acetabulum opening area. In the example of 2 is the normal vector n → of the right hip socket 14b of the 1 shown schematically. To picture the 1 you come, if you have the 2 viewed from above, ie from the z-direction, wherein in the 2 only the right hip or its normal vector is shown.

Die Einheitsvektoren des kartesischen Koordinatensystems der 2 spannen Ebenen auf, die wie nachfolgend bezeichnet werden. Die Einheitsvektoren x und y spannen die Frontalebene 28 auf. Die Frontalebene 28 ist bei klinischen Röntgenaufnahmen parallel zu der Ebene des Röntgenfilms bei der a.p.-BÜS-Aufnahme. Bei der a.p.-BÜS-Aufnahme ist der Patient, der in 2 nicht dargestellt ist, mit seiner Körperlängsachse 22 (vgl. 1) entlang der y-Achse der 2 ausgerichtet. Der Röntgenstrahl fällt senkrecht aus der z-Richtung kommend auf die Frontalebene 28 ein.The unit vectors of the Cartesian coordinate system of 2 create levels that are referred to below. The unit vectors x and y span the frontal plane 28 on. The frontal plane 28 in clinical radiographs is parallel to the plane of the X-ray film in the ap-BIS image. In the case of the ap-BHS admission, the patient is in 2 not shown, with its body longitudinal axis 22 (see. 1 ) along the y-axis of 2 aligned. The X-ray beam falls perpendicularly from the z-direction coming to the frontal plane 28 one.

Die Einheitsvektoren in x-Richtung und z-Richtung spannen eine sog. Transversalebene 30.The unit vectors in the x-direction and z-direction span a so-called transversal plane 30 ,

Die Einheitsvektoren in y-Richtung und z-Richtung spannen eine sog. Sagittalebene.The Unit vectors in the y-direction and z-direction stretch a so-called. Sagittal plane.

Die einzelnen Komponenten n_x, n_y und n_z des Normalenvektors n → lassen sich in Polarkoordinaten gemäß der radiologischen Bezeichnung von Murray in einem anatomischen Koordinatensystem, dessen Orientierung durch die sog. Beckeneingangsebene (APP-Konzept) gegeben ist, wie folgt ausdrücken:

wobei RA den radiologischen Anteversionswinkel und RI den radiologischen Inklinationswinkel bezeichnen. Nachfolgend werden Anteversionswinkel und Inklinationswinkel der Einfachheit halber auch lediglich als Anteversion bzw. Inklination bezeichnet.The individual components n _x , n _y and n _{z of} the normal vector n → can be expressed in polar coordinates according to the radiological designation of Murray in an anatomical coordinate system whose orientation is given by the so-called pelvic input plane (APP concept) as follows:

where RA is the radiological anteversion angle and RI is the radiological inclination angle. Hereinafter, anteversion angle and inclination angle are referred to simply as anteversion or inclination for the sake of simplicity.

Die Werte für die Inklination RI und die Anteversion RA können aus den Komponenten des Normalenvektors wie folgt berechnet werden:

The values for the inclination RI and the anteversion RA can be calculated from the components of the normal vector as follows:

Wie bereits eingangs erwähnt, sollen die Inklination und die Anteversion korrekt bestimmt werden, und zwar in dem anatomischen Koordinatensystem des Patienten. Die bereits oben erwähnte Beckeneingangsebene ist in 3 dargestellt und ist mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet.As already mentioned, the inclination and the anteversion should be correctly determined, namely in the anatomical coordinate system of the patient. The above-mentioned pelvic entrance bene is in 3 and is denoted by the reference numeral 34 designated.

3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Beckenknochens 12 sowie ein Stück einer Wirbelsäule 20 (vgl. auch 1). In der Ansicht der 3 ist lediglich eine rechte Hüftpfanne 14a zu erkennen. Die Beckeneingangsebene 34 wird im anatomischen Bezugssystem als Referenzebene benutzt (Anterior – Pelvic – Plane (APP)-Konzept). 3 shows a schematic perspective view of a pelvic bone 12 as well as a piece of a spine 20 (see also 1 ). In the view of 3 is just a right hip socket 14a to recognize. The pelvic entrance level 34 is used as a reference plane in the anatomical reference system (Anterior - Pelvic - Plane (APP) concept).

Ferner ist in der 3 eine Hüftpfannenöffnungsfläche 26 von einer gestrichelten Linie umrandet. Der Mittelpunkt dieser Fläche 26 dient als Ursprung für ein kartesisches Koordinatensystem, in dem der Normalenvektor n → der Hüftpfanne 14a aufgespannt ist. Die xy-Ebene dieses kartesischen Koordinatensystems ist parallel zur Beckeneingangsebene 34 orientiert. Die Beckeneingangsebene 34 wird durch die beiden Spinae (spinae iliaca anterior superior, SIAS) am vorderen Beckenkamm sowie der Symphysenfuge gebildet.Furthermore, in the 3 a hip socket opening surface 26 outlined by a dashed line. The center of this area 26 serves as the origin for a Cartesian coordinate system in which the normal vector n → of the acetabular cup 14a is stretched. The xy plane of this Cartesian coordinate system is parallel to the pelvic input plane 34 oriented. The pelvic entrance level 34 is formed by the two spines (anterior superior iliac spine, SIAS) on the anterior iliac crest and the symphysis joint.

Die Anteversion RA entspricht dem Winkel zwischen dem Pfannennormalenvektor n → und der xy-Ebene (Polarwinkel). Die Inklination RI entspricht dem Drehwinkel des Normalenvektors um die z-Achse (Azimuthwinkel).The Anteversion RA corresponds to the angle between the pan normal vector n → and the xy plane (polar angle). The inclination RI corresponds to the angle of rotation of the normal vector about the z-axis (Azimuth angle).

Bei einer idealen Patientenlagerung ist die Beckeneingangsebene 34 parallel zu einer Tischebene orientiert, auf der der Patient liegt. Ein solcher Tisch ist üblicherweise Teil einer Röntgenvorrichtung, wobei die Röntgenquelle senkrecht auf die Tischoberfläche einstrahlt und unterhalb der Tischoberfläche und parallel dazu bilderfassende Mittel, wie z.B. ein Röntgenfilm oder ein Röntgendetektor angeordnet ist. In diesem Fall beträgt die Beckenkippung dann 0°. Die Beckenkippung bzw. deren Winkel drückt eine Drehung um die x-Achse des kartesischen Koordinatensystems (der Hüftpfannen) aus. Im klinischen Alltag befindet sich der Patient während der Röntgenaufnahme jedoch in der Regel nicht in der optimalen Patientenlagerungsposition.For ideal patient positioning, the pelvic entrance level is 34 oriented parallel to a table plane on which the patient lies. Such a table is usually part of an X-ray device, wherein the X-ray source radiates perpendicular to the table surface and below the table surface and parallel thereto image capturing means, such as an X-ray film or an X-ray detector is arranged. In this case, the pelvic tilt is then 0 °. The pelvic tilt or its angle expresses a rotation about the x-axis of the Cartesian coordinate system (the acetabulum). In clinical routine, however, the patient is generally not in the optimal patient positioning position during the radiograph.

Die x-Achse des kartesischen Koordinatensystems der 3 ist durch eine (imaginäre) Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Hüftpfannenöffnungsflächen 26 definiert.The x-axis of the Cartesian coordinate system of 3 is by an (imaginary) connecting line between the centers of the acetabular opening surfaces 26 Are defined.

Die Hüftpfanne 14 kann durch eine Halbkugel idealisiert werden, wie es in 4 dargestellt ist.The acetabular cup 14 can be idealized by a hemisphere, as in 4 is shown.

4 stellt einen Teilausschnitt aus einer schematisierten Röntgenaufnahme dar, wobei lediglich eine linke Hüftpfanne 14 dargestellt ist. Die in der 4 beispielhaft dargestellte Struktur erhält man z.B. mit der oben erwähnten a.p.-BÜS-Aufnahme, wobei die Zeichenebene der 4 mit der Ebene eines Röntgenfilms, der bei einer solchen Aufnahme verwendet wird, übereinstimmt. Diese Ebene entspricht der Frontalebene. 4 is a partial section of a schematic X-ray image, with only a left hip socket 14 is shown. The in the 4 exemplified structure is obtained, for example, with the above-mentioned ap-BÜS recording, the plane of the 4 coincides with the plane of an X-ray film used in such recording. This level corresponds to the frontal level.

Vorausgesetzt, dass die Hüftpfanne 14 durch eine Halbkugel idealisiert wird, kann nun an Hand des Öffnungsrands 36 der Pfannenöffnungsfläche 26 die Orientierung der Hüftpfanne 14 aus dem entsprechenden Röntgenbild gewonnen werden.Provided that the acetabulum 14 is idealized by a hemisphere, can now by hand the opening edge 36 the pan opening surface 26 the orientation of the acetabular cup 14 be obtained from the corresponding X-ray image.

Der Öffnungsrand 36 (der idealisierten halbkugelförmigen Hüftpfanne 14) wird dazu durch eine Ellipse genähert. Der Öffnungsrand 36 ist im Röntgenbild identifizierbar. Der Normalenvektor n → der Hüftpfanne 14, oder präziser gesagt die Projektion des Normalenvektors, lässt sich mit Hilfe einer Hauptachse 40 der Ellipse 38 bestimmen. Um die Hauptachse 40 zu bestimmen, werden die größten und kleinsten Abstände des Pfannenöffnungsrands 36 zu einem Koordinatenursprung 42 ermittelt. Der Koordinatenursprung 42 entspricht dem Mittelpunkt der Pfannenöffnungsfläche 26, wie zuvor oben erläutert. Auf diese Weise lässt sich die Hauptachse 40 (per Auge, per Erkennungssoftware, etc.) aus den größten Abständen zum Koordinatenursprung 42 ermitteln.The opening edge 36 (the idealized hemispherical acetabulum 14 ) is approximated by an ellipse. The opening edge 36 is identifiable by X-ray. The normal vector n → of the acetabular cup 14 , or more precisely the projection of the normal vector, can be determined by means of a principal axis 40 the ellipse 38 determine. To the main axis 40 determine the largest and smallest distances of Pfannenöffnungsrand 36 to a coordinate origin 42 determined. The origin of the coordinates 42 corresponds to the center of the pan opening area 26 as explained above. In this way, the main axis can be 40 (by eye, by recognition software, etc.) from the largest distances to the coordinate origin 42 determine.

Mit Hilfe der Hauptachse 42 lässt sich der (imaginäre, weil auf dem Röntgenbild nicht enthaltene) Normalenvektor n → bestimmen.With the help of the main axis 42 can be the (normal, because not included in the X-ray image) normal vector n → determine.

Der so bestimmte Normalenvektor n → der 4 entspricht dem Normalenvektor n → der Hüftpfanne 14 im radiologischen Bezugssystem (des Röntgenbilds). Die x-Achse der 4 wird dabei möglichst so gewählt, dass sie parallel zu der (nicht dargestellten) imaginären Verbindungslinie der Pfannenmittelpunkte verläuft, wie zuvor oben erläutert.The thus determined normal vector n → der 4 corresponds to the normal vector n → of the acetabular cup 14 in the radiological frame of reference (X-ray). The x-axis of the 4 is thereby preferably chosen so that it runs parallel to the (not shown) imaginary connecting line of the pan centers, as previously explained above.

Der Inklinationswinkel RI_i einer i-ten Röntgenaufnahme lässt sich somit numerisch bzw. geometrisch aus dem Winkel zwischen der Hauptachse 40 und einer Horizontalen erhalten.The inclination angle RI _{i of} an i-th X-ray image can therefore be numerically or geometrically from the angle between the main axis 40 and a horizontal.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei Bilder des Beckenknochens 12 erzeugt. Die Bilderzeugung kann unter Verwendung von Röntgentechniken, NMR-Techniken, etc. erfolgen.According to the method of the invention, two images of the pelvic bone 12 generated. The Imaging can be done using X-ray techniques, NMR techniques, etc.

In den 5a und 5b ist jeweils ein Röntgengerät 50 dargestellt, das eine Röntgenquelle 52 sowie Röntgenerfassungsmittel 54, wie z.B. einen Röntgenfilm, aufweist, die von der Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlen 56 erfassen. Die Röntgenquelle 52 strahlt dabei senkrecht auf eine Erfassungsfläche 58 des Röntgenerfassungsmittels 54 ein. Die Röntgenquelle 52 und die Röntgenerfassungsmittel 54 sind beispielsweise mittels eines Cförmigen Rahmens 60 miteinander verbunden.In the 5a and 5b is each an x-ray machine 50 represented, which is an x-ray source 52 and X-ray detection means 54 , such as an X-ray film, the X-rays emitted by the X-ray source 56 to capture. The X-ray source 52 radiates perpendicular to a detection surface 58 of the X-ray detection means 54 one. The X-ray source 52 and the X-ray detection means 54 are for example by means of a C-shaped frame 60 connected with each other.

Ein Patient 62 liegt auf einem vorzugsweise horizontal ausgerichteten Tisch 54, wobei die Fläche des Tischs ebenfalls senkrecht zur Röntgenquelle 52 und somit parallel zur Fläche 58 der Röntgenerfassungsmittel 54 orientiert ist. Die Röntgenquelle 52 und die Röntgenerfassungsmittel 54 lassen sich mittels des Cförmigen Rahmens 60 vorzugsweise um die Körperlängsachse 22 des Patienten 62 drehen, wie es in den 5a und 5b durch Doppelpfeile angedeutet ist.A patient 62 lies on a preferably horizontally oriented table 54 , wherein the surface of the table is also perpendicular to the X-ray source 52 and thus parallel to the surface 58 the X-ray detector 54 is oriented. The X-ray source 52 and the X-ray detection means 54 can be by means of the C-shaped frame 60 preferably around the body longitudinal axis 22 of the patient 62 turn as it is in the 5a and 5b indicated by double arrows.

Die 5a zeigt das Röntgengerät 50, wobei man auf den Kopf des Patienten 62 blickt, und die 5b zeigt das Röntgengerät 50 aus der umgekehrten Richtung, d.h. man blickt auf die Füße des Patienten 62.The 5a shows the x-ray machine 50 taking one's head to the patient 62 looks, and the 5b shows the x-ray machine 50 from the opposite direction, ie one looks at the feet of the patient 62 ,

6 zeigt zwei Positionen P1 und P2 des Röntgengeräts 50, bei denen jeweils eine Röntgenaufnahme gemacht wird. Die Position P2 des Röntgengeräts 50 ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. 6 shows two positions P1 and P2 of the X-ray machine 50 in which one X-ray is taken. The position P2 of the X-ray machine 50 is shown by a dashed line.

In der Position P1 wird die a.p.-Röntgenaufnahme gewonnen. In der Position P2 wird eine zweite Röntgenaufnahme bzw, ein zweites Röntgenbild erzeugt, wobei das Röntgengerät 50 um einen beliebigen Bildrotationswinkel β, vorzugsweise um ca. 30° bis 50° und insbesondere um 40°, in Richtung des Pfeils 68 um die Körperlängsachse 22 des Patienten 62 herum gedreht wurde. Man beachte, dass der Patient 62 beim Erzeugen dieser beiden Aufnahmen nicht umgelagert werden muss. Auch die Lage und Ausrichtung der Röntgenquelle 52 zu den Röntgenerfassungsmitteln 54 bleibt erhalten.In position P1, the ap radiograph is obtained. In the position P2, a second X-ray image or, a second X-ray image is generated, wherein the X-ray device 50 by any image rotation angle β, preferably by about 30 ° to 50 ° and in particular by 40 °, in the direction of the arrow 68 around the body's longitudinal axis 22 of the patient 62 was turned around. Note that the patient 62 does not have to be relocated when creating these two shots. Also the location and orientation of the X-ray source 52 to the X-ray detection means 54 remains.

Unter Verwendung von zwei solchen Röntgenaufnahmen kann jeweils die Inklination auf die oben beschriebene Art und Weise entweder manuell oder unter Einsatz von Computern (geometrisch) bestimmt werden. Aus den beiden so erzeugten Röntgenbildern lassen sich jeweils die Inklinationswinkel (im radiologischen Bezugssystem der Röntgenbilder) bestimmen. Ferner ist der Bildrotationswinkel β bekannt.Under Use of two such radiographs can each be the inclination in the manner described above either manually or using computers (geometric) be determined. From the two X-ray images thus generated can be respectively the inclination angles (in the radiological reference system of the X-ray images) determine. Further, the image rotation angle β is known.

Zusätzlich kann aus den Röntgenbildern ein sog. Beckenrotationswinkel δ bestimmt werden.In addition, can from the x-rays a so-called pelvic rotation angle δ is determined become.

Der Beckenrotationswinkel δ stellt den Winkel zwischen der (imaginären) Verbindungslinie der beiden auf dem Röntgenbild enthaltenen Hüftpfannenmittelpunkte zu einer Horizontalen des Röntgenbilds (bzw. der Frontalebene) dar. Klinisch wird diese Referenzlinie zur Bestimmung des Winkels δ üblicherweise aus den untersten Punkten der Ränder der beiden Schaufeln des Schambeins bestimmt. Der Beckenrotationswinkel δ drückt somit nichts anderes als eine Drehung des Beckens aus der oben beschriebenen optimalen Patientenlagerungsposition heraus aus um die z-Achse (vgl. 1, bei der die z-Achse aus der Figurenebene senkrecht herausragt) herum.The pelvic rotation angle δ represents the angle between the (imaginary) connecting line of the two acetabulum centers contained in the X-ray image to a horizontal of the X-ray image (or the frontal plane). Clinically, this reference line for determining the angle δ usually becomes the lowest points of the edges of the two Shovels of the pubis are determined. The pelvic rotation angle δ thus expresses nothing else than a rotation of the pelvis out of the above-described optimal patient positioning position out about the z-axis (cf. 1 in which the z axis protrudes perpendicularly from the plane of the figure).

Ferner wird ein Beckenverkippungswinkel α z.B. unter Verwendung einer Beckenwaage bestimmt. Der Beckenverkippungswinkel α stellt die Verkippung der Beckeneingangsebene 34 (vgl. 3) um die x-Achse dar. Um die Frontalebene 28 parallel zur Beckeneingangsebene 34 zu orientieren, wird die Frontalebene 28 um α um die x-Achse, die der Verbindungslinie der Hüftpfannenmittelpunkte 42 entspricht, herum gedreht.Further, a pelvic tilt angle α is determined, for example, using a pelvic balance. Pelvic tilt angle α represents the tilt of the pelvic entrance plane 34 (see. 3 ) around the x-axis. Around the frontal plane 28 parallel to the pelvic entrance level 34 to orient, becomes the frontal plane 28 around the x-axis, which is the connecting line of the acetabulum centers 42 corresponds, turned around.

Der Beckenverkippungswinkel α kann beispielsweise während des Vorgangs des Erzeugens der beiden Bilder, wie in der 6 dargestellt ist, bestimmt werden. Dazu wird dem Patienten 62 eine (nicht dargestellte) Beckenwaage auf die beiden Spinae sowie auf die Symphysenfuge aufgelegt. Die Beckenwaage enthält eine Anzeige, aus der sich der Beckenverkippungswinkel α ablesen lässt.The pelvic tilt angle α may be, for example, during the process of generating the two images as shown in FIG 6 is shown determined. This is done to the patient 62 a pelvic balance (not shown) placed on the two spines and on the symphysis joint. The pelvic balance contains a display from which the pelvic tilt angle α can be read off.

Somit sind fünf Winkel bekannt. Die Inklinationswinkel RI_i (i = 1, 2) des ersten und zweiten Bilds, der Bildrotationswinkel β, der Beckenrotationswinkel δ und der Beckenverkippungswinkel α.Thus, five angles are known. The inclination angles RI _i (i = 1, 2) of the first and second images, the image rotation angle β, the pelvis rotation angle δ and the pelvic tilt angle α.

Mit diesen winkeln lässt sich die anatomische Inklination und die anatomische Anteversion, d.h. die Inklination und die Anteversion im anatomischen Bezugssystem, ermitteln, wie es nachfolgend erläutert wird.With lets this angle anatomical inclination and anatomical anteversion, i.e. the inclination and the anteversion in the anatomical frame of reference, determine how it will be explained below.

Die Gleichung Gl. 2a gibt die radiologische Inklination RI an, die wiederum aus der Frontalebene 28 einer projizierten Linie des Normalenvektors n → aus einem Röntgenbild gemessen werden kann.The equation Eq. 2a indicates the radiological inclination RI, which in turn is from the frontal plane 28 a projected line of the normal vector n → can be measured from an X-ray image.

Wie bereits erwähnt, ist das Becken 10 üblicherweise in Bezug auf die Frontalebene 28 um die Hüftrotationszentren verkippt, so dass die Beckeneingangsebene 34 nicht parallel zur Frontalebene 28 ist. Mathematisch entspricht dies einer (Ebenen)-Rotation um die x-Achse herum, und zwar um den Beckenrotationswinkel α. Ein ungestörter Normalenvektor n₀ einer Hüftpfanne ist deshalb in den Normalenvektor n₁ gemäß der folgenden Gleichung gedreht:

As already mentioned, the pelvis 10 usually in relation to the frontal plane 28 tilted around the hip rotation centers, leaving the pelvic entrance level 34 not parallel to the frontal plane 28 is. Mathematically, this corresponds to a (plane) rotation around the x-axis, namely around the pelvis rotation angle α. An undisturbed normal vector n _{0 of} a hip socket is therefore rotated in the normal vector n ₁ according to the following equation:

Aus den Komponenten des rotierten Normalenvektors n →₁ lässt sich ein gestörter wert für den Inklinationswinkel RI1 berechnen:

From the components of the rotated normal vector n → ₁ a disturbed value for the inclination angle RI1 can be calculated:

Diese Gleichung lässt sich umschreiben zuThese Leave equation to rewrite to

Da die Patientenausrichtung üblicherweise auch bezüglich der Körperlängsachse nicht ideal ist, ist das Becken nicht nur lediglich um die x-Achse, sondern auch um die z-Achse zu drehen. Somit kann die Rotation des Beckens in der Frontalebene 28 durch eine nachfolgende Rotation um die z-Ebene mit dem Rotationswinkel δ wie folgt ausgedrückt werden:

Since the patient orientation is usually also not ideal with respect to the body longitudinal axis, the pelvis is not only about the x-axis, but also to rotate about the z-axis. Thus, the rotation of the pelvis in the frontal plane 28 be expressed by a subsequent rotation about the z-plane with the rotation angle δ as follows:

Unter Berücksichtigung der Gleichung 3 erhält man somit:

Taking into account equation 3, one thus obtains:

Der Wert für die (erneut) gestörte Inklination RI2 lässt sich somit ermitteln durch:

wobei die Inklination RI2 dem gemessenen bzw. zu messenden Inklinationswinkel des ersten Bildes entspricht.The value for the (re) disturbed inclination RI2 can thus be determined by:

wherein the inclination RI2 corresponds to the measured or measured inclination angle of the first image.

Die Gleichung 6 ergibt eine lineare Gleichung für die Komponenten des ungestörten Normalenvektors n₀. 0 = nxcos(δ) – (nycos(α) – nzsin(α))sin(δ) + tan(RI2)((nxsin(δ) + (nycos(α) – nzsin(α))cos(δ)) (Gl.7) Equation 6 gives a linear equation for the components of the undisturbed normal vector n ₀ . 0 = n x cos (δ) - (n y cos (α) - n z sin (α)) sin (δ) + tan (RI2) ((n x sin (δ) + (n y cos (α) - n z sin (α)) cos (δ)) (Eq.7)

Das zweite Bild, welches beispielsweise aus der Position P2 der 6 aufgenommen wird, wird in den nachfolgenden Gleichungen benutzt werden, um die Information über den zweiten Inklinationswinkel des zweiten Bildes zu nutzen. Bei der Aufnahme des zweiten Bildes wird das Röntgengerät z.B. um die Körperlängsachse 22 des Patienten 62 um den Bildrotationswinkel β gedreht.The second image, which for example from the position P2 of 6 is recorded in the following equations are used to use the information about the second angle of inclination of the second image. When taking the second image, the X-ray device, for example, about the body longitudinal axis 22 of the patient 62 rotated by the image rotation angle β.

Mathematisch lässt sich diese zusätzliche Drehung um die y-Achse in der Frontalebene wie folgt ausdrücken, wobei die Gleichung 5a zu berücksichtigen ist:

Mathematically, this additional rotation about the y-axis in the frontal plane can be expressed as follows, taking into account equation 5a:

Wie zuvor erhält man für den projizierten Inklinationswinkel RI3, welcher dem im zweiten Bild gemessenen Inklinationswinkel entspricht, die folgende Gleichung:

As before, for the projected angle of inclination RI3, which corresponds to the angle of inclination measured in the second image, the following equation is obtained:

Die Gleichung 9 stellt ebenfalls eine lineare Gleichung dar, die die unbekannten Komponenten n_x, n_y und n_z des Normalenvektors n₀ enthält.Equation 9 also illustrates a linear equation n is the unknown components _x, n _y and n _z of the normal vector n ₀ contains.

Somit liegen zwei Gleichungen (Gleichung 7 und 9) für die drei unbekannten Komponenten des Normalenvektors vor. Berücksichtigt man nun zusätzlich die Gleichung 1, d.h. dass der Normalenvektor sich auch in Polarkoordinaten darstellen lässt, so erkennt man, dass zwei lineare Gleichungen mit insgesamt zwei unbekannten Größen vorliegen. Die unbekannten Größen sind der Azimuth und der Polarwinkel. Der Azimuth und der Polarwinkel wiederum entsprechen der Inklination und der Anteversion im anatomischen Bezugssystem. Diese beiden Winkel erhält man wie folgt:
Ausgehend von den Gleichungen 7 und 9 kann man ein lineares Gleichungssystem erstellen, indem man Gleichung 7 überführt in Gleichung 7c: 0 = nx cos(δ) – ny cos(α) sin(δ) + nz sin(α) sin(δ) + nx sin(δ) tan(RI2) + ny cos(α) cos(δ) tan(RI2) – nz sin(α) cos(δ) tan(RI2) (Gl. A7a) 0 = nx cos(δ) + nx sin(δ) tan(RI2) – ny cos(α) sin(δ) + ny cos(α) cos(δ) tan(RI2) + nz sin(α) sin(δ) – nz sin(α) cos(δ) tan(RI2) (Gl. A7b) 0 = (cos(δ) + sin(δ) tan(RI2))·nx + (–cos(α) sin(δ) + cos(α) cos(δ) tan(RI2))·ny + (sin(α) sin(δ) – sin(α) cos(δ) tan(RI2))·nz (Gl. A7c) Thus, there are two equations (Equations 7 and 9) for the three unknown components of the normal vector. Taking into account Equation 1, ie, that the normal vector can also be represented in polar coordinates, it can be seen that there are two linear equations with a total of two unknown quantities. The unknown quantities are the azimuth and the polar angle. The azimuth and the polar angle in turn correspond to the inclination and the anteversion in the anatomical frame of reference. These two angles are obtained as follows:
Starting from Equations 7 and 9, one can construct a linear system of equations by substituting Equation 7 into Equation 7c: 0 = n x cos (δ) - n y cos (α) sin (δ) + n z sin (α) sin (δ) + n x sin (δ) tan (RI2) + n y cos (α) cos (δ) tan (RI2) - n z sin (α) cos (δ) tan (RI2) (Eq. A7a) 0 = n x cos (δ) + n x sin (δ) tan (RI2) - n y cos (α) sin (δ) + n y cos (α) cos (δ) tan (RI2) + n z sin (α) sin (δ) - n z sin (α) cos (δ) tan (RI2) (Equation A7b) 0 = (cos (δ) + sin (δ) tan (RI2)) · n x + (-Cos (α) sin (δ) + cos (α) cos (δ) tan (RI2)) · n y + (sin (α) sin (δ) - sin (α) cos (δ) tan (RI2)) · n z (Eq A7c)

Ähnliches gilt für die Gleichung A9 0 = nx cos(δ) cos(β) – ny cos(α) sin(δ) cos(β) + nz sin(α) sin(δ) cos(β) + ny sin(α) sin(β) + nz cos(α) sin(β) + nx sin(δ) tan(RI3) + ny cos(α) cos(δ) tan(RI3) – nz sin(α) cos(δ) tan(RI3) (Gl. A9a) 0 = (cos(δ) cos(β) + sin(δ) tan(RI3))·nx + (–cos(α) sin(δ) cos(β) + sin(α) sin(β) + cos(α) cos(δ) tan(RI3))·ny + (sin(α) sin(δ) cos(β) + cos(α) sin(β) – sin(α) cos(δ) tan(RI3))·nz (Gl. A9b) The same applies to equation A9 0 = n x cos (δ) cos (β) - n y cos (α) sin (δ) cos (β) + n z sin (α) sin (δ) cos (β) + n y sin (α) sin (β) + n z cos (α) sin (β) + n x sin (δ) tan (RI3) + n y cos (α) cos (δ) tan (RI3) - n z sin (α) cos (δ) tan (RI3) (Eq. A9a) 0 = (cos (δ) cos (β) + sin (δ) tan (RI3)) · n x + (-Cos (α) sin (δ) cos (β) + sin (α) sin (β) + cos (α) cos (δ) tan (RI3)) · n y + (sin (α) sin (δ) cos (β) + cos (α) sin (β) - sin (α) cos (δ) tan (RI3)) · n z (Eq A9b)

Gleichung 7c und 9b repräsentieren ein System linearer Gleichungen für die unbekannten Werte der Komponenten n_x, n_y und n_z des Normalenvektors n₀. Dieses Gleichungssystem lässt sich wie folgt schreiben:

Equations 7c and 9b represent a system of linear equations for the unknown values of the components n _x , n _y and n _{z of} the normal vector n ₀ . This system of equations can be written as follows:

Die dritte Zeile der Matrix A wurde willkürlich hinzugefügt und stellt nichts anderes als die Gleichung 0 = 0 dar. Die ersten beiden Koeffizienten der Matrix A_ij lauten beispielsweise a11 = cos(δ) + sin(δ) tan(RI2) a12 = – cos(α) sin(δ) + cos(α) cos(δ) tan(RI2) The third row of the matrix A has been arbitrarily added and represents nothing else than the equation 0 = 0. The first two coefficients of the matrix A _ij are for example a11 = cos (δ) + sin (δ) tan (RI2) a12 = - cos (α) sin (δ) + cos (α) cos (δ) tan (RI2)

Die Gleichung 10 stellt ein lineares Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und drei Unbekannten (n_x, n_y, n_z) dar. Eine solche Gleichung hat neben der trivialen Lösung (0,0,0)^T eine weitere Lösung, nämlich einen Vektor, der die Richtung einer Gerade definiert.Equation 10 represents a linear system of equations with two equations and three unknowns (n _x , n _y , n _z ). Such an equation has, in addition to the trivial solution (0,0,0) ^T, another solution, namely a vector, which defines the direction of a straight line.

Fasst man die Gleichung 10 als lineare Abbildung auf, so gibt es neben dem trivialen Lösungsvektor (0,0,0)^T einen Vektor (nx, ny, nz)^T, der auf den Null-Vektor abgebildet wird, und zwar mit dem Eigenwert Null.If Equation 10 is taken as a linear mapping, then, in addition to the trivial solution vector (0,0,0) ^{T, there is} a vector (nx, ny, nz) ^T , which is mapped to the null vector, with the eigenvalue Zero.

Da der Normalenvektor der Hüftpfanne die Orientierung der Hüftpfanne eindeutig charakterisiert, lässt sich an Hand der messbaren Hauptachsen 40 (vgl. 4) der ellipsenförmigen Umrisslinie 36 die Projektion des Normalenvektors in der Frontalebene und somit der Inklinationswinkel bestimmen. Dies bedeutet, dass man durch Messung der Hauptachse eine identische Information über die Hüftpfannenausrichtung erhält wie durch die Projektion des Normalenvektors der Hüftpfanne.Since the normal vector of the hip socket clearly characterizes the orientation of the acetabular cup, it can be determined by the measurable principal axes 40 (see. 4 ) of the elliptical outline 36 determine the projection of the normal vector in the frontal plane and thus the inclination angle. This means that by measuring the major axis, identical information about the acetabulum orientation is obtained as by the projection of the normal vector of the acetabular cup.

Eine exemplarische Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassens Aus einer ersten normalen anterior-posterior-Röntgenaufnahme wird die Hauptachse der interessierenden Hüftpfanne bestimmt; ferner wird z.B. auf dem ersten Bild die Orientierung des Beckens (d.h. der Winkel δ) in der Frontalebene bestimmt; ein zweites Röntgenbild wird auf Grund einer definierten Rotation des Röntgengeräts um die Längsachse des Patienten erhalten, ohne die Position des Patienten zu verändern; an Hand des zweiten Bilds lässt sich wiederum die projizierte Hauptachse der Hüftpfanne feststellen, und somit auch ein zweiter Inklinationswinkel; und durch eine Zusatzmessung wird die Beckenneigung α beispielsweise mittels einer Beckenwaage bestimmt. Diese fünf Winkelwerte werden in die zuvor erläuterten Gleichungen eingesetzt, um diese nach der Inklination und der Anteversion im anatomischen Bezugssystem aufzulösen.A exemplary embodiment of the method according to the invention let yourself in summary from a first normal anterior-posterior radiograph the major axis of the acetabulum of interest is determined; furthermore e.g. in the first picture, the orientation of the pelvis (i.e., the angle δ) in the Frontal plane determined; a second x-ray image is due to a defined rotation of the X-ray machine to the longitudinal axis of the patient without changing the position of the patient; based of the second picture in turn, the projected main axis of the acetabulum determine, and thus also a second inclination angle; and by an additional measurement becomes the pelvic slope α, for example by means of determined a pelvic balance. These five angle values are in the previously explained Equations used to do this after inclination and anteversion in the anatomical frame of reference.

Da alle Messungen mit Messfehlern behaftet sind, wurden Simulationsrechnungen vorgenommen, die den Einfluss von Abweichungen der zuvor erwähnten Winkel berücksichtigen.There All measurements are subject to measurement errors, were simulated calculations made the influence of deviations of the aforementioned angles consider.

Die nachfolgende Tabelle 1

zeigt den Einfluss von Messfehlern, wobei die fünf Winkelparameter um jeweils ± 2 Grad unabhängig voneinander variiert wurden, während die restlichen konstant gehalten wurden.The following table 1

shows the influence of measurement errors, whereby the five angle parameters were varied by ± 2 degrees independently, while the rest were kept constant.

Aus Tabelle 1 erkennt man, dass der Wert für RI3 von allen Parametern der kritischste Wert ist.Out Table 1 shows that the value for RI3 of all parameters the most critical value is.

Jedoch erkennt man aus Tabelle 1 auch, dass sich die Fehler in einem akzeptablen Bereich bewegen, verglichen mit den Methoden gemäß dem Stand der Technik (Sven-Johansson, Visser-Technik), die die Beckenkippung gar nicht erst berücksichtigen.however Table 1 also shows that the errors are acceptable Range compared to the prior art methods (Sven-Johansson, Visser technique), which does not even consider the pelvic tilting.

Es versteht sich, dass zur Erzeugung geeigneter Bilder nicht ausschließlich Röntgenstrahlen verwendet werden können. Im Stand der Technik sind andere bildgebende Verfahren bekannt, die hier ebenfalls angewendet werden könnten. Ferner ist die Verwendung eines sog. C-Bogens nicht zwingend erforderlich. Andere Vorrichtungen können benutzt werden, bei denen die bilderzeugenden Mittel und die bilderfassenden Mittel fest zueinander angeordnet sind. Ferner muss die Körperlängsachse des Patienten nicht mit der Längsachse eines Tischs übereinstimmen, auf dem der Patient während der Aufnahme der Bilder liegt. Eine "Fehlausrichtung" des Patienten wird auf Grund des Beckenrotationswinkels δ berücksichtigt.It It is understood that to generate suitable images not only X-rays can be used. In the prior art, other imaging methods are known, which could also be used here. Further, the use is a so-called C-arm is not mandatory. Other devices can used in which the image-forming and image-capturing Means are fixed to each other. Furthermore, the body longitudinal axis of the patient not with the longitudinal axis to match a table, on the patient during the recording of the pictures is. A "misalignment" of the patient is considered due to the pelvic rotation angle δ.

Claims

Method for determining the inclination angle (RI) and the anteversion angle (RA) of a hip socket ( 14a ; 14b ) of a patient in an anatomical frame of reference whose orientation through the pelvic bone ( 12 ) of the patient, taking into account pelvic tilting, the method comprising the following steps: providing a first image of the pelvic bone ( 12 ), where the first image is a frontal plane (XY) with the pelvic bone ( 12 ) shows; Determining a first inclination angle (RI2) of the hip socket ( 14a ; 14b ) using the first image; Determining a pelvic rotation angle (δ), which determines the angle of rotation of the pelvic bone ( 12 ) indicates the normal (Z) of the frontal plane (XY) relative to an optimal patient positioning position; Providing a second image of the pelvic bone ( 12 ), wherein the plane of the second image is rotated by an image rotation angle (β) relative to the frontal plane about a common intersection line (Y; 22 ) of the two planes, preferably around the body longitudinal axis ( 22 ) of the patient is rotated; Determining a second inclination angle (RI3) of the hip socket ( 14a ; 14b ) using the second image; Determining a pelvic tilt angle (α) that represents a rotation of the frontal plane of the first image relative to a pelvic entrance plane in the optimal patient positioning position; Setting up a system of linear equations with at least two linear equations as a function of the previously determined angles (α, β, δ, RI2, RI3); Expressing the normal vector n ₀ in polar coordinates of the anatomical reference system; Solving the at least two linear equations for azimuth and polar angle of the normal vector n ₀ so as to determine the inclination (RI) and the anteversion (RA).

The method of claim 1, wherein the system of equations corresponds to a linear map A that represents the normal vector n _{0 of} the acetabular opening plane ( 26 ) on the zero vector of the anatomical frame of reference, in the form:

where n _{0 is} the normal vector of the acetabulum opening plane ( 26 ) and the matrix elements a _{ij are} determined by the previously determined angles.

The method of claim 2, wherein, alternatively, for resolving the at least two linear equations for azimuth and polar angle of the normal vector n _o , the azimuth and the polar angle of the normal vector n _o is determined by determining the eigenvector of the map A at zero eigenvalue.

Method according to one of the preceding claims, wherein a first equation of the linear equations, a rotations of the acetabulum ( 14a ; 14b ) and the pelvis rotation angle (δ) representing the first inclination angle (RI2), and a second equation of the linear equations further rotation of the first equation by the image rotation angle (β) to represent the second inclination angle (RI3 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the optimal patient storage position is defined by the fact that the pelvic input level ( 34 ) parallel to the frontal plane ( 28 ) and that a connecting line of the acetabulum centers ( 42 ) is oriented parallel to one of the unit vectors (x), which is the frontal plane (x). 28 ), wherein the other unit vector (y) parallel to the body longitudinal axis ( 22 ) of the patient ( 62 ) is oriented.

Method according to one of the preceding claims, wherein the anatomical reference system through the pelvic entrance level ( 34 ) defined by the spinae (SIAS) in front of the iliac crest and the symphyseal joint (SP) of the pelvic bone ( 12 ) is defined.

Method according to one of the preceding claims, wherein an imaging system ( 50 ) for generating the second image about the body longitudinal axis ( 22 ) of the patient is rotated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first and second inclination angles (RI2, RI3) are respectively determined by means of a normal vector (s), each perpendicular to an opening area ( 26 ) of the acetabulum ( 14a ; 14b ), as shown in the first image and second image, respectively.

Method according to claim 8, wherein the respective normal vector (s) is determined such that the acetabulum ( 14a ; 14b ) is approximated by an open hemisphere, with an opening edge ( 36 ) of the respective hemisphere is approximated by an ellipse whose principal axes ( 40 ) to which the respective normal vector is orthogonal (n) oriented.

Method according to claim 8 or 9, wherein the first and second inclination angles (RI2, RI3) are determined geometrically on the basis of the respective angle between the normal vector (n) and the horizontal (x) of the frontal plane (FIG. 28 ) is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the origin ( 42 ) of the frontal plane ( 28 ) in the center of the acetabulum ( 14a ; 14b ) is placed.

Method according to one of the preceding claims, wherein the images are provided in the form of respective records.

Method according to one of the preceding claims, wherein the pictures by x-rays or Provided NMR.

Method according to one of the preceding claims, wherein the pelvis rotation angle (δ) geometrically as an angle between a horizontal (y) of the frontal plane ( 28 ) and either a connecting line between the acetabulum centers ( 42 ) or a connecting line between the lowest edge points of the pubis.

Method according to one of the preceding claims, wherein Pelvic tilt angle (α) is determined using a pelvic balance.

Method according to one of the preceding claims, wherein the images are processed using an imaging system ( 50 ), which is a radiation source ( 52 ) and a detection device ( 54 ), which are arranged rigidly to one another and in particular about a body longitudinal axis ( 22 ) of the patient ( 62 ) are rotatable.

A method according to claim 16, wherein the imaging system ( 50 ) a C-arm ( 60 ).